现代教育模式下《信号与系统》课程的教学改革研究

第一篇：现代教育模式下《信号与系统》课程的教学改革研究

现代教育模式下《信号与系统》课程的教学改革研究

【摘 要】《信号与系统》课程，一直以来都以基础、重要在专业课程体系中有举足轻重的地位，但其内容较为抽象，往往不能被学生很好地理解、掌握。为了有效帮助学生掌握该课程的知识点，为后续专业课打下坚实的基础，本文总结了对该课程的教学改革建议，希望通过全方位的教学改革，使学生的理论学习和实践探究相联系，促进学习效果。

【关键词】卓越工程师；信号与系统；教学改革

《信号与系统》课程，是电子信息工程和通信工程等相关专业非常重要的专业基础课，在专业课程知识体系中承上启下，占据非常重要的地位，也经常是考研科目之一。但该课程理论性、逻辑性极强，模型比较抽象，一直是学生学习的难点。在传统的教学模式中，学生往往对该课程中的抽象概念、各种变换等难以准确的理解和掌握，导致学习效果不理想。而在实施了课程教学改革之后，通过多种现代教育方法进行模拟动态演示、仿真实验、一体化教学等手段，将理论与实践有效结合，使学生对各种信号、各种系统、各种变换有了直观的认识和深刻的理解，也增加了学生的学习兴趣，从而提升学习效果，为后续课程的学习打下良好的基础。

一、传统的《信号与系统》课程教学中存在的问题

（一）课程本身特点

信号就是函数，而系统的数学模型就是方程，因此，该课程是要研究数学问题的；但又不是纯粹的数学问题，因为数学分析、处理所得到的各种结果，要赋予物理意义，与实际的物理系统相对应。因此，该课程的学习，既要求良好的数学基础，又要有扎实的电路知识，从系统的角度，对电路进行分析，并检测系统中的信号。这就需要学生有良好的逻辑思维能力和抽象思维能力。

（二）教学方式、方法问题

该课程传统的教学方式以黑板课讲授为主，存在板书的书写会花费较多时间和精力等多种问题。如重要公式的推导，需要一步步地推导验算，学生虽然可以很好地理解公式及其变换过程，但却要花费大量的时间、精力书写大量的板书，占用宝贵的课时。而系统模型，也需要在黑板上不停地画各种模型及其变换图，费时费力效果差。黑板讲授方式，还存在一系列问题，如老师写的板书是否工整、好认，后排的学生是否看得清楚等问题。此外，黑板课还存在不能动态演示信号的变化过程，不能直观比较信号变换前后的波形、频谱分布等问题。

（三）教学内容问题

传统的教学过程中，该课程为纯理论教学，没有实验。学生只能进行纯数学的推导、计算、变换，并不能通过实践环节，建立起信号与系统的直观立体模型，从而影响学生的理解。

（四）专业背景问题

以九江学院为例，在以往的教学中，电信专业和通信专业执行相同的教学大纲，并没有仔细考虑不同专业对该课程的不同需求，也没有充分考虑专业课程体系中不同课程之间内容的衔接性和连贯性，导致有些内容在不同的课程中重复学习，有些内容可能两门课程都漏讲。

二、《信号与系统》课程教学改革研究

以上所提到的问题，都是当前制约《信号与系统》课程教学效果的主要因素，一方面制约教师的发挥，一方面影响学生的学习效果。为了掌握好专业基础课程，为以后的课程奠定良好的基础，迫切地需要对该课程进行必要的教学改革研究，以期打破常规教学模式的限制，提高学生的理论基础和专业实践能力。

（一）教学方式、方法改革研究

多媒体教学，以具有图、文、声并茂甚至有活动影像、信息量大、使课堂教学变得活泼生动有趣、富有启发性、真实性、方便、快捷、高效等一系列特点，已经在日常的教学活动中推广普及，从根本上改变了传统上单调的教学模式，从而活跃学生的思维，激发学生的学习兴趣。

但单纯的多媒体教学，也存在一些问题，如一页PPT显示的内容有限，导致有些公式推导、例题讲解需要分布在多页PPT中显示，不便于前后对照，重点强调。多媒体教学信息量大，节奏快，难免重点不突出，会使部分学生无法跟上讲课的进度，只能被动地接受授课内容，缺乏思维的过程，不利于学习。

最好的教学方式，就是将多媒体授课和黑板授课有机结合起来，以多媒体讲授为主，黑板为辅，取长补短。

（二）实践教学的改革

该课程传统的教学，没有实验环节，学生不能通过实验，切实地观察信号的波形、频谱特点，不能直观地观测信号在系统中各部位的形态，不能生动形象地感受信号的各种变化、变换。

信号与系统的实验，可以以Matlab编程、Simulink建模为平台，进行验证性仿真实验。教师可以提前将要讲解的系统电路在Simulink中建模，并把电路模型、微分方程模型、状态空间模型等都搭建起来，在讲解对应内容的时候，先进行理论分析，再把所给输入信号输入到相应系统中，最后检测输出信号的特征，看是否与分析结果相同。通过实验，能够将复杂的计算和变换结果变得更加简单直接，提高教学的直观性，加深学生的理解，而且能够对学过的知识融会贯通，提高学习兴趣和学习效果。

（三）教学内容的改革

不同专业的课程体系不同，该课程所起的作用不同，要想更好地为不同的专业负责，就应该根据不同专业的需求，来设置授课内容，如通信工程专业，在后续课程中有数字信号处理、DSP原理与应用、通信原理等课程，那么在通信工程专业的信号与系统课程中，就可以不讲数学信号，不讲数字系统的分析，可以注重于模拟信号与模拟系统的分析、处理。而自动化专业，因为不存在这些后续课程，这些内容则要提及，同时需要提及的，还有模拟信号数字化、调制解调等内容，但每个知识点却无需精讲。电信专业，因为后续课程中没有相应的系统仿真内容，实验环节则是必须要的，通信专业因后续开设通信系统仿真课程，所以在信号与系统课程中，可以不设置仿真实验。因材施教，才能更好地实现教学效果。

三、总结

随着我国教育改革的深入发展和推进，教学模式、教学手段、教学理念、教学内容都在潜移默化地发生着改变，随着社会对技术人才专业素养需求的提升，学生知识体系结构的完整性、合理性，学生的理论分析能力、实践动手能力的提高，也是各高校各专业需要进一步研究的课题。

基金项目：九江学院校级教改课题（XTJG18，信号类课程交叉实证研究），九江学院校级科研课题（2015LGYB01，基于共振信号稀疏分解的故障诊断方法研究）。

第二篇：信号与系统课程总结

《信号与系统》课程总结

《信号与系统》是电子信息工程专业在复变函数和电路分析基础后所必修的又一门重要的专业基础课。它主要讨论确定信号的特性，线性时不变系统的特性，信号通过线性系统的基本分析方法。其后续课程主要有通信原理、自动控制理论、数字信号处理、信号检测与信息处理等。

通过本课程的学习，要求学生牢固掌握信号与系统的基本概念、理论和基本分析方法。掌握信号与系统的时域、变换域（频域和s域）分析方法，理解傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换的基本内容、性质与应用，特别要建立信号与系统的频域分析的概念以及系统函数的概念。为学生进一步学习后续课程打下坚实的基础。要求学生树立从不同的域（时域、频域）来观察信号的特点，尤其是要了解周期信号的频谱特点；掌握线性时不变系统的不同分析方法。在具体的教学过程中，除讲授基本知识点外，加入这些基本知识在日常生活中的应用，提高学习的积极性；课后布置一定数量的习题练习加深对各种分析方法的理解与掌握；并及时批改讲解作业中存在的问题。

通过本次考试可以看出学生对信号与系统的有关基本知识点掌握的较好，但应在今后的教学过程中加入信号与系统的实验练习，应注重培养学生分析问题的能力，能够理论联系实际，把所学的知识灵活的运用到实践中。

总结人签字：

2011年12月31日

第三篇：信号与系统课程学习体会

．心得体会

本学期我们专业不仅开设了信号与系统的理论课，让我们的课内知识得以丰富，而且还设有相关的实验和实训课，使我们的动手能力得到锻炼。尤其是最近的实训课。首先，我学会了MATLAB的使用，这个软件对我们这次的实训提供了很大的帮助，很多需要大量计算的公式，在MATLAB的帮助下，很快的得以实现。我们的信号与系统的实训基本都是利用MATLAB实现的。利用MATLAB进行仿真模拟计算，为我们更好的了解信号与系统这门课程做了很大的贡献。

经过此次实训，我对信号的很多知识都得以充分了解。例如，熟悉MATLAB软件及基本命令，通过仿真理解信号运算的波形变换结果；对于任务二，通过仿真实验深刻理解冲激响应、阶跃响应和零状态响应，验证理论上得出的有关冲激响应、阶跃响应和零状态响应和有关信号卷积的结果；任务三，离散系统时域仿真分析，通过仿真实验深刻理解单位序列响应、零状态响应和卷积和公式及结果，并且掌握MATLAB提供的单位序列响应IMPZ、求零状态响应函数filter、卷积命令CONV和产生全1的ones()命令及产生全0的zeros()命令;任务四，学会用MATLAB提供的标准函数法和数学近似法来求傅里叶变换；任务五，s域的仿真分析，学会了部分分式展开，拉氏变换及其的反变换，学会如何判断系统的稳定性；对于任务六，z域仿真分析，学会了简单的z变换及逆z变换，求单位序列响应，及零极点的分析。在这次的实训中，并不是都是顺利的，在s域的仿真和离散系统时域仿真分析时，也遇到了困难，但我并没气馁，和自己小组的人一起讨论，一起把问题顺利的解决了。并从中深深体会到了团队的力量，让我知道了以后不管在学习中还是生活中，我们应当相互团结，共同帮助，共同进步，才能取得真正的成功。

这次宝贵的实训即将结束，但我从中受益颇深，不仅把自己所学的知识得以运用，还加强了自己的动手能力，还懂得了团队的重要性。我感谢这次的实训，因为它让我在以后参加工作时又提供了有利的条件，我深信以后我会更加努力学习，并更好地展示在以后的工作中。

第四篇：信号与系统课程教学大纲

信号与系统（II）课程教学大纲

一、课程名称：信号与系统（II）

二、英文名称：Signal and System(II)

三、课程负责人：杨浩

四、学时与学分：46学时，2.5学分

五、适用专业：电气工程与自动化

六、课程教材：

姜建国、曹建忠、高玉明，信号与系统分析基础（第2版），清华大学出版社，2006年7月。

七、参考教材：

a)郑君里等，信号与系统,上册，高等教育出版社，2000 b)董绍平等，数字信号处理基础，哈尔滨工业大学出版社，1996 c)V.奧本海姆等，刘树棠译，《信号与系统》，西安交通大学出版社，1998

八、开课单位：电气工程学院电工理论与新技术系

九、课程的目的、性质和任务

信号处理基础课程是电气工程学科的一门重要的技术基础课.本课程的教学旨在使学生掌握连续时间与离散时间信号与系统的表示与分析方法，两类信号与系统间的相似关系，它们间的内在联系或转换关系，建立信号与系统这一极为普遍的概念，以及掌握偏重于信号处理的较完善的一套基本方法和基本理论，从而为学生进一步学习后续有关课程，或将来从事信号处理与系统分析的研究工作和工程实际应用打下良好的基础。

十、课程的主要内容：

1.信号与系统的基本概念

确定性信号与随机信号，连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，基本的连续时间信号与奇异信号。连续时间系统与离散时间系统，分布参数系统与集中参数系统，静态系统与动态系统，线性系统与非线性系统，时变与非时变系统，因果系统与非因果系统。连续时间信号的时域分解与正交分解。

2.连续时间系统的时域分析

线性常系数微分方程，经典解法，零输入响应和零状态响应解法，线性非时变系统的冲激响应。卷积积分，用卷积积分计算线性非时变系统的（零状态）响应。卷积代数，卷积的微分与积分。

3.连续时间系统的频域分析

三角傅里叶级数，复指数形式的傅里叶级数，三角函数形式与复指数函数形式级数间的关系，周期信号的频谱，周期性矩形脉冲信号的频谱。基本的非周期信号的傅里叶变换，冲激信号与阶跃信号的傅里叶变换，傅里叶变换的基本性质，时域卷积定理与频域卷积定理，帕斯瓦尔关系，连续时间周期信号的傅里叶变换。

4.离散时间信号与系统

基本序列，序列的基本运算，用延时单位取样序列的加权和表示离散时间信号。离散时间系统的数学定义，离散时间系统的基本性质，包括线性、非移变性、稳定性和因果性；卷积和及其计算方法。线性常系数差分方程，递归与非递归解，经典解法、零输入响应和零状态响应解法。频率响应，离散时间（序列的）傅里叶变换的基本性质。周期抽样，抽样的频域表示，抽样定理，连续时间信号的重建。5.Z变换

Z变换的定义及其收敛域的定义，序列类型与收敛域的对应关系，Z变换与序列的傅里叶变换间的关系。围线积分法，长除法，部分分式展开法。Z变换的基本性质。用Z变换分析与表征线性非时变系统。单边Z变换，用单边Z变换求解差分方程。Z变换、拉普拉斯变换和傅里叶变换间的关系。

6.课程的实践教学环节

信号处理理论内容比较抽象，本课程设置8学时的实验。要求学生运用Matlab语言完成四个实验：无源滤波器幅频特性的测试实验，信号的产生、时域变换及卷积计算，模拟信号的取样与重构，信号的频谱计算及分析。

十一、课程的教学基本要求：

（1）信号与系统的概念：掌握信号与系统的基本概念，熟悉基本信号的性质，熟悉线性时不变系统的概念，了解系统的基本部件及组成。

（2）连续系统的时域分析：了解线性系统数学模型的建立及系统的初始状态，掌握系统的零输入响应与零状态响应，掌握冲激函数的性质及冲激响应，熟悉卷积的主要性质及卷积积分，熟悉连续系统时域分析。

（3）连续时间信号与系统的频域分析：掌握周期信号频谱的概念和常用非周期信号的频谱，掌握信号频带宽度的概念，熟悉傅立叶变换的主要性质，熟悉抽样定理，了解信号的无失真传输和信号通过理想滤波器的概念。

（4）离散时间信号与系统的时域分析：掌握离散信号的概念，熟悉离散系统的模拟框图，掌握简单线性移不变离散系统的差分方程，掌握单位样值响应，掌握卷积计算方法。

（5）离散系统的Z域分析：掌握Z变换与Z反变换的计算方法，熟悉Z变换的主要性质，掌握离散系统的Z域分析，掌握系统函数H(z)，了解系统函数的零、极点与系统频率响应的关系，了解离散系统稳定性的概念和频率特性的概念。

（6）实验要求：通过实验加深理解信号与系统的理论知识，对信号的采样、信号频谱有一个感性认识。

十二、说明：

学习本课程的学生除了应先修电路原理与复变函数本科课程外，还应具有线性常系数微分方程、积分变换和线性代数等数学基础知识。

十三、学时分配建议：

1.信号与系统的基本概念（6学时）2.连续时间系统的时域分析（8学时）3.连续时间信号的傅里叶分析（10学时）4.离散时间信号与系统（10学时）5.Z变换（8学时）

6.实验（软件模拟计算）（8学时）

第五篇：飞机系统与附件课程教学改革研究论文

飞机机电维修专业主要培养从事民用航空飞机机体、飞机动力装置和飞机电气系统维护生产第一线高技能人才。《飞机系统与附件》课程是飞机机电维修专业的核心专业课程。根据民航飞机系统维护第一线工作岗位实际需求以及目前国内机型的配比情况，该课程选择波音737C L飞机为教学载体，内容涉及七个主要的飞机系统，由理论教学、校内实训两个环节所组成。该课程的培养目标:让学生掌握波音737C L的飞机主要系统与附件结构及工作原理，具备维护波音737C L及其他相近机型的能力，培养良好的职业道德，培养科学、诚信、严谨的工作态度和较强的安全、质量、效率及环保意识。

1课程教学实施过程中存在的问题

《飞机系统与附件》课程是一门极具民航机务特色的课程，从历年来的教学实施过程来看，大多数学生都认为收获很大，该课程很有针对性，为日后的工作和获取机务维修执照、机型执照都打下了很好的基础。但也存在着以下几点问题:

1.1知识综合性强。本课程设置在三年级的第二学期，要求学生已经学过专业英语、飞行技术基础、飞机构造、燃气涡轮发动机基础等课程。由于学生对前期所学的理论知识掌握不牢，导致在本课程的学习过程中觉得阻力重重。

1.2内容广。本课程所涵盖波音737C L飞机的七大系统，所涉及的知识点非常之多。如何有效地将知识点整理和归类，使其更具有系统性、连贯性，是不少学生在学习过程中的常见问题。

1.3随着现代民航业的高速发展，大量新机型的涌现，单一机型的学习已很难满足行业的需求。

1.4由于校内实训条件的限制，目前所开发的具有针对性的实训项目有限，无法完全做到理论教学和实操训练的一一对应。

1.5考核机制单一化、考核内容比较简单、考核方式仅是教师简单打分，缺乏具体细致的考核标准。学生只知道分数，却无法知道自己究竟是哪些方面需要改进。

2教学改革探索

针对《飞机系统与附件》课程教学实施过程所存在的问题，提出几点意见:

2.1创建教学情境。本课程的教师团队成员到飞机维修企业进行调研和实习，与行业团队成员一起对飞机维修职业岗位进行分析，了解企业典型工作任务和工作过程。由于生产工作任务毕竟不同于教学环节，不能直接应用于教学过程，所以课程设计团队选取紧扣教学目标的工作情境并结合行业标准创建教学情境。在教学情境的设计上，考虑能力培养的过程性，由简单到复杂，由单一到综合，每个学习情景下都有若干个子情境，而每个子情境下又有若干个任务，符合学生的认知规律。

2.2任务导向的教学模式。实施工学交替，任务引领教学，教、学、做一体化的教学模式。课堂教学，系统、全面地介绍波音737C L飞机系统的理论知识;现场教学，加深学生对系统附件的结构、位置及工作原理的认识和理解;实践教学，掌握飞机维护技能及培养分析问题、排故能力。通过完成任务的需求来学习基本知识和技能。

2.3型差异教学。为了使教学反映当代最新的民用航空技术，在教学过程中补充介绍的内容所涉及的知识点涵盖了波音737N G、波音787，空客330,380等最新民航机型的专业知识。将各类机型的知识点提取出来，加以整合。通过机型差异学习，扩大学生的知识面，适应生产单位对不同机型飞机维护知识的需求，也为学生在今后的工作岗位上维护不同机型飞机提供了可持续发展的潜力。

2.4采用多媒体教学手段。本课程紧密联系工程应用，为了弥补目前实训条件的限制，在实际教学中采用了大量多媒体课件。本课程的教师团队开发了大量的多媒体教学课件。相比于实际航材的演示，多媒体课件不但可以演示系统内部的变化、演示系统与系统之间的相互动作、模拟实际工作中的排故过程。不但降低了成本，而且还可以获得更好的演示效果。

2.5建立多元化的考核模式。传统的考核方式以分数为标准，以卷面成绩为依据，无视学生的个体差异，考核环节理论与实践分离，偏离职业教育人才培养目标。为此，课程考核需要从多个方面进行改革，采取灵活多样的考核方式，改善考核评价分值比例。本课程考核形式包括以下几方面:书面考核40%(7次测验+期末考试)、实际操作考核4 0 %(实做+口礴和平时表现2 0 0/a(学习态度+团队合作情况+机务作风)，注重对学习过程的考察，注重对学生能力的考察，包括学生应用知识解决问题的能力、创造性思维能力以及学习能力。

3教学案例

下面是实际教学过程中所使用的一个情境“利用加油系统对飞机油箱进行加注”。该情境由浅到深可以分解为四个任务:①利用压力加油系统加油;②压力加油系统失效，如何完成做?(利用重力加油系统完成);③分析压力加油系统失败的原因;④如何将故障排除。这一系列任务的完成需要用到加油系统的组成、工作原理、勤务、故障分析、手册查找、附件拆装操作等知识。

在任务实施的过程中，将学生们分成几组，分别承担生产计划员、技术机械员、工程师、检验员、工段长等职责，模拟维修厂实际工作过程。由生产科下发工卡，技术科提供维护手册和技术支持，通过讨论将任务分解，由工段长及组员协作完成。老师充当经理的角色对工作任务做出评价。老师再作为培训讲师讲解完成任务所必要的知识和完成任务正确的实施方法。在完成任务后，将知识点纵向展开，针对性的介绍波音737N G系列飞机燃油系统的发展，并与空客330飞机的燃油系统进行横向对比。通过对知识点的扩展，扩大学生的知识面;通过任务实施，有效帮助学生梳理所学知识，使学生在获得成就感的同时，产生一种学习的欲望;不断细化的考核标准，也促使着学生更加积极的参与教学互动。

4结束语

《飞机系统与附件》是一门岗位针对性极强的课程，依据行业标准进行课程改革，为学生的专业技能培养提供有力保障。将行业标准与任务导向教学模式有机结合，使学习面向实际的机务维修的工作。经过几年的教学实践表明，通过上述的教改措施，有效地帮助学生梳理各学科及本课程的知识点，培养了学生发散思维和横向思维，学生的学习成绩与综合能力都比以往学生有较大提高，从而更易使其形成正确的职业素质。但是如何使得学生真正能够“零距离”接近目标岗位，还有待于在今后的教学过程中进一步将教学情境细化，开发更多的具有针对性的实训项目，校企结合，加大校外实训基地的建设，构建理论实践一体化实训基地。